一种颜色滤波阵列图像的编解码方法、装置和系统的制作方法

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一种颜色滤波阵列图像的编解码方法、装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理领域,尤其设及一种颜色滤波阵列图像的编解码方法、装置 和系统。
【背景技术】
[0002] 图像采集和处理系统,一般由图像采集装置、图像信号处理器和片外存储器组成。 其中,图像采集设备可用于采集彩色视频图像帖;处理器忍片针对采集的图像,完成白平 衡、自动曝光控制、视频噪声抑制、多帖宽动态、去马赛克等一系列的操作。通常,处理器需 要读取前面若干个时刻采集、保存在片外存储器的图像作为参考帖来完成上述操作。
[0003] 为了减少图像采集设备的成本和体积,通常采用表面覆盖一层颜色滤波阵列 (CFA,Color Filter Array)的电荷禪合元件(CCD,Qiarge-coupled Device)或互补金属氧 化物半导体(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)传感器来捕获图像。举例 来说,拜耳模式(Bayer)的颜色滤波阵列是实现CCD或CMOS传感器拍摄彩色图像的主要技术 之一。
[0004] 图1示出了现有技术中的一种拜耳格式颜色滤波阵列示意图。通常的,由于人眼对 绿色更敏感,所W在拜耳图中绿色分量像素的数目是红色和蓝色分量像素数目的总和。
[0005] 参见图1,W中间一行为例,绿色(G)和红色(R)分量间隔排列,在与其紧邻的上一 行和下一行,绿色(G)和蓝色(B)分量间隔排列,并且,在每列的两个绿色分量之间有一个红 色或蓝色分量的像素。
[0006] 然而,随着图像分辨率的提高,会对处理器忍片和片外存储器之间的带宽提出严 峻的挑战。同时,处理器忍片和片外存储器之间的数据吞吐量的增大也将引起系统功耗的 上升。
[0007] 基于颜色滤波矩阵图像的不同颜色分量间隔分布的特点,现有技术提供了一种图 像无损压缩方法,针对传感器所采集的颜色滤波矩阵图像,将颜色滤波矩阵图像拆分成绿 色、红色和蓝色S个分量图像,且将它们视作一个W4:2:2模式采样的彩色图像,在H.264标 准的框架下对图像进行压缩编码。
[000引可见,现有技术需要在片内存储器中缓存若干个相邻的行数据,W供处理忍片对 图像进行压缩编码,运样,现有技术中的处理忍片中需要内置大量的片内存储器,导致了处 理忍片的面积增加。

【发明内容】

[0009] 本发明实施例提供一种颜色滤波阵列图像的编解码方法、装置和系统,用W减小 图像信号处理忍片与外部存储器之间传输参考图像所需的带宽。
[0010] 本发明实施例提供了一种颜色滤波阵列图像的编码方法,该方法包括:
[0011] 获取待处理颜色滤波阵列图像帖,确定所述图像帖中的各行数据的颜色滤波阵列 排列方式;
[0012] 逐行读取行数据,对于当前待处理行数据,执行如下操作:
[0013] 根据该行数据的颜色滤波阵列排列方式W及该行数据中不同像素所表征的颜色 分量之间的相关性,生成用于表示该行数据所包含的图像信息的编码单元;其中,所述编码 单元由用于表示该行数据中的不同频率分量的系数集合的第一编码块和用于表示该行数 据的预测残差值集合的第二编码块构成;
[0014] 采用不同编码模式,分别对所述第一编码块和第二编码块进行预测,获取所述第 一编码块和第二编码块在不同编码模式下所对应的预测码流长度;根据所述预测码流长 度,分别确定所述第一编码块和第二编码块的实际编码模式,并使用确定出的实际编码模 式对所述第一编码块和第二编码块进行编码;
[0015] 按照预设封装规则,将用于表示所述第一编码块和第二编码块的编码方式和码流 长度的头信息,封装到该编码单元对应的码流中。
[0016] 本发明实施例提供了 一种颜色滤波阵列图像的解码方法,该方法包括:
[0017] 获取用于表征待处理颜色滤波阵列图像帖中的各行数据的码流,在所述码流中, 查找到包含有当前待处理编码单元的头信息;
[0018] 解析所述头信息中携带的第一编码块和第二编码块的编码方式和码流长度;根据 所述头信息在所述码流中的位置和解析出的码流长度,在所述码流中,分别读取出所述第 一编码块的码流和第二编码块的码流;对读取出的码流进行解码,分别得到所述第一编码 块和所述第二编码块;
[0019] 根据所述第一编码块中所表示的当前待处理行数据的不同频率分量的系数集合、 所述第二编码块中所表示的当前待处理行数据的预测残差值集合、W及所述图像帖中当前 待处理行数据的颜色滤波阵列排列方式,还原所述图像帖中的当前待处理行数据。
[0020] 本发明实施例还提供了一种颜色滤波阵列图像的编码装置,该装置包括:
[0021] 第一获取模块,用于获取待处理颜色滤波阵列图像帖,确定所述图像帖中的各行 数据的颜色滤波阵列排列方式;
[0022] 行数据编码模块,用于逐行读取行数据,对于当前待处理行数据,执行如下操作: 根据该行数据的颜色滤波阵列排列方式W及该行数据中不同像素所表征的颜色分量之间 的相关性,生成用于表示该行数据所包含的图像信息的编码单元;其中,所述编码单元由用 于表示该行数据中的不同频率分量的系数集合的第一编码块和用于表示该行数据的预测 残差值集合的第二编码块构成;
[0023] 采用不同编码模式,分别对所述第一编码块和第二编码块进行预测,获取所述第 一编码块和第二编码块在不同编码模式下所对应的预测码流长度;根据所述预测码流长 度,分别确定所述第一编码块和第二编码块的实际编码模式,并使用确定出的实际编码模 式对所述第一编码块和第二编码块进行编码;
[0024] 按照预设封装规则,将用于表示所述第一编码块和第二编码块的编码方式和码流 长度的头信息,封装到该编码单元对应的码流中。
[0025] 本发明实施例还提供了一种颜色滤波阵列图像的解码装置,该装置包括:
[0026] 第二获取模块,用于获取用于表征待处理颜色滤波阵列图像帖中的各行数据的码 流,在所述码流中,查找到包含有当前待处理编码单元的头信息;
[0027] 行数据解码模块,用于解析所述头信息中携带的第一编码块和第二编码块的编码 方式和码流长度;根据所述头信息在所述码流中的位置和解析出的码流长度,在所述码流 中,分别读取出所述第一编码块的码流和第二编码块的码流;
[0028] 对读取出的码流进行解码,分别得到所述第一编码块和所述第二编码块;根据所 述第一编码块中所表示的当前待处理行数据的不同频率分量的系数集合、所述第二编码块 中所表示的当前待处理行数据的预测残差值集合、W及所述图像帖中当前待处理行数据的 颜色滤波阵列排列方式,还原所述图像帖中的当前待处理行数据。
[0029] 本发明实施例还提供了一种颜色滤波阵列图像的编解码系统,该系统包括:
[0030] 编码装置,用于获取待处理颜色滤波阵列图像帖,确定所述图像帖中的各行数据 的颜色滤波阵列排列方式;逐行读取行数据,对于当前待处理行数据,执行如下操作:根据 该行数据的颜色滤波阵列排列方式W及该行数据中不同像素所表征的颜色分量之间的相 关性,生成用于表示该行数据所包含的图像信息的编码单元;其中,所述编码单元由用于表 示该行数据中的不同频率分量的系数集合的第一编码块和用于表示该行数据的预测残差 值集合的第二编码块构成;
[0031] 采用不同编码模式,分别对所述第一编码块和第二编码块进行预测,获取所述第 一编码块和第二编码块在不同编码模式下所对应的预测码流长度;根据所述预测码流长 度,分别确定所述第一编码块和第二编码块的实际编码模式,并使用确定出的实际编码模 式对所述第一编码块和第二编码块进行编码;
[0032] 按照预设封装规则,将用于表示所述第一编码块和第二编码块的编码方式和码流 长度的头信息,封装到该编码单元对应的码流中;
[0033] 解码装置,用于获取用于表征待处理颜色滤波阵列图像帖中的各行数据的码流, 在所述码流中,查找到包含有当前待处理编码单元的头信息;
[0034] 解析所述头信息中携带的第一编码块和第二编码块的编码方式和码流长度;根据 所述头信息在所述码流中的位置和解析出的码流长度,在所述码流中,分别读取出所述第 一编码块的码流和第二编码块的码流;对读取出的码流进行解码,分别得到所述第一编码 块和所述第二编码块;
[0035] 根据所述第一编码块中所表示的当前待处理行数据的不同频率分量的系数集合、 所述第二编码块中所表示的当前待处理行数据的预测残差值集合、W及所述图像帖中当前 待处理行数据的颜色滤波阵列排列方式,还原所述图像帖中的当前待处理行数据。
[0036] 从上述技术方案可W看出,首先,本发明实施例W行为单位处理颜色滤波矩阵图 像,可W逐行读取行数据,并进行行数据的编码操作;运种逐行处理方式的好处在于不仅无 需缓存相邻的行,而且同一种颜色分量存在较多的数据相关性,有利于利用相邻像素的数 据冗余进行块内预测;其次,本发明实施例可W利用行数据中的不同频率分量的系数集合 和行数据中的预测残差值集合,对该行数据进行编码,由于上述不同频率分量的系数集合 和预测残差值集合均能够W整数表示,因此在保证计算精度的前提下,提高了计算处理效 率,进一步提高了忍片的处理效率;可见,本发明实施例从上述两方面有效的提高了图像编 解码效率,从而在保证忍片面积不增加的前提下,提高了忍片处理效率,从而减小图像信号 处理忍片与外部存储器之间传输参考图像所需的带宽。
【附图说明】
[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本 领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可W根据运些附图获得其他 的附图。
[0038] 图1为现有技术中的一种拜耳格式颜色滤波阵列示意图;
[0039] 图2(a)为本发明实施例中的一种颜色滤波阵列图像的编码方法的流程示意图;
[0040] 图2(b)为本发明实施例中的一种颜色滤波阵列图像的解码方法的流程示意图; [0041 ]图3为本发明实施例提供的编码方法的流程示意图;
[0042] 图4为本发明实施例中的一种编码单元的头信息的示意图;
[0043] 图5为本发明实施例中的一种编码单元的码流数据的保存顺序的示意图;
[0044] 图6为本发明实施例中的一种解码方法的
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